工程地质学总复习整理.docx

第一章绪论工程地质学:是一门研究与工程建设有关的地质问题，为工程建设服务的地质学科，它是地 质学的分支学科，属于应用地质学的范畴地质环境：地壳表层和一定深度的地质条件的综合工程地质学的研究任务① 阐明建筑地区的工程地质条件；② 论证建筑物所存在的工程地质问题；③ 选择地质条件优良的建筑场址；④ 研究工程建筑物兴建后对地质环境的影响；⑤ 提出有关建筑物类型、规模、结构和施工方法的合理建议：⑥ 为拟定改善和防治不良地质作用的措施方案提供地质依据基本任务：查明工程地质条件；中心任务：工程地质问题的分析、评价工程地质条件:与工程建筑物有关的地质条件的综合地质因素包括岩土类型及其工程性质、 地质构造、地形地貌、水文地质、工程动力地质作用、天然建筑材料等方面 工程地质问题：工程建筑物与工程地质条件之间所存在的矛盾或问题场地工程地质条件不同、建筑物内容不同，所出现的工程地质问题也各不相同 房屋工程：地基承载力、沉降、基坑边坡问矿山开采：边坡稳定性、基坑突水、矿坑稳定 水利水电工程：渗透变形、水库渗漏、斜坡稳定性、坝体抗滑稳定性……工程地质学的主要研究方法:自然历史分析法、数学力学分析法、模型模拟试验法、工程地 质类比法、第二章活断层活断层:指目前正在活动着的断层或近期有过活动且不久的将来可能会重新发生活动的断层 （即潜在活断层）。

活断层的特征及分类1、 活断层是深大断裂复活的产物：盖层断裂、基底断裂、地壳断裂、岩石圈断裂2、 活断层的继承性和反复性：走滑型、正断型、逆断型3、 活断层的活动方式：地震断层（粘滑型活断层）、蠕变断层（蠕滑型活断层） 活断层的参数：产状、长度和断距、错动速率:现今错动速率、平均错动速率错动周期、年龄活断层的识别标志：1、 地质方面：最新沉积物的错断、活断层带物质结构松散、伴有地震现象的活断层，地表出现断层陡坎和地裂缝2、 地貌方面：断崖：活断层两侧往往是截然不同的地貌单元直接相接的部位水系：对于走滑型断层（1） 一系列的水系河谷向同一方向同步移（2） 主干断裂控制主干河道的走向山脊、山谷、阶地和洪积扇错开：走滑型活断层近期断块的差异升降运动，可使同一级夷平面分离解体，高程相差较大 不良地质现象呈线形密集分布活断层区的建筑原则1、 建筑物场址一般应避开活动断裂带2、 线路工程必须跨越活断层时，尽量使其大角度相交，并尽量避开主断层3、 必须在活断层地区兴建的建筑物，应尽可能地选择相对稳定地块即“安全岛”尽量将 重大建筑物布置在断层的下盘4、 在活断层区兴建工程，应采用适当的抗震结构和建筑型式第三章地震地震：在地壳表面，因弹性波传播所引起的震动作用或现象。

地震发生条件：介质条件、结构条件、构造应力条件地震波：体波（纵波和横波）、面波纵波最快，横波次之，面波最慢，振幅较大，震动强） 震级：是衡量地震本身大小的尺度，由地震所释放出来的能量大小所决定烈度：地面震动强烈程度，受地震释放的能量大小、震源深度、震中距、震域介质条件影响 地震效应类型：振动破坏效应、地面破坏效应、斜坡破坏效应振动破坏效应的评价方法：静力分析法的原理、动力分析法：卓越周期、地震影响系数、静力分析法与动力分析的区别砂土液化的定义及判别标准砂土液化：饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度， 使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象判据：NcrvN63.5 不液化场地工程地质条件对震害的影响1•岩土类型及性质：1软土硬土，土体基岩、2松散沉积物厚度越大，震害越大、3 土层结构 对震害的影响软弱土层埋藏愈浅、厚度愈大，震害愈大2•地质构造：离发震断裂越近，震害越大，上盘尤重于下盘3•地形地貌：突出、孤立地形震害较低洼、沟谷平坦地区震害大4. 水文地质条件：地下水埋深越小，震害越大震区抗震原则及措施（一） 场地选择原则1•避开活断层2•尽可能避开具有强烈振动效应和地面效应的地段3. 避开不稳定斜坡地段4. 尽可能避开孤立地区、地下水埋深浅的地区（二） 抗震措施（持力层和基础方案的选择）1. 基础砌置在坚硬土层上2•砌置深度应大一些，以防发震时倾斜3. 不宜使建筑物跨越性质不明的土层上4•建筑物结构设计要加强整体强度，提供抗震性能。

水库诱发地震水库诱发地震的类型：构造型、非构造型、混合型水库诱发地震的基本特征：1、空间分布特征：（1）震中位置（震中主要集中在断层破碎带 附近；往往密集成条带状或团块状，其延伸方向大体与库区主要断裂线平行或与X型共轭 剪切断裂平行；常分布于库区岩溶发育部位或断裂构造与岩溶裂隙带的复合部位）（2）震源 较浅，震源体较小，一般发生在低烈度区（3）等震线形状：主要与库区构造、岩性条件有 关（构造型水库地震：椭圆形，长轴方向与所在地段的主要构造线或发震断层走向一致或平 行;发生于新老地层接合部位的水库地震:等震线的长轴方向与新老地层的接合线方向一致； 岩溶区发生的水库地震：等震线多为不规则的多边形或近似圆形，且与当地发育的岩溶形态 一致或基本一致2、 地震活动与库水位的关系：绝大多数水库的地震活动与库水位呈正相关；少数水库区的 地震活动性随着库水位的增加而明显地降低，呈负相关3、 地震活动的序列特点：震型、地震频度与震级的关系、主震M0与最大余震Ml的关系 水库诱发地震的水岩作用机理：1、 水的物理化学效应：降低岩体及结构面强度；促进岩体断裂的生长2、 水的荷载效应：水荷载f附加应力f垂直变形、挠曲变形3、 水的孔隙水压力效应不同天然构造应力场条件下水库地震的诱发机制：正断型：可能性最大走滑型：可能性较高逆断型：可能性较小，使地震活动有所减弱第四章岩石风化岩石风化的类型：物理风化、化学风化、牛物风化风化壳：表层不同深度的岩石，遭受风化程度的不同，形成不同成分和结构的多层残积物， 由其构成的复杂剖面称为风化壳岩石风化的影响因素：气候（降雨、温度）、岩性（矿物成分、化学成分，结构特点）、地 质结构、地形（高度、坡度）、其他（地壳运动、人类活动）岩石风化的识别（分带）标志：颜色、破碎程度、矿物成分变化、水理性质及物理力学性 质的变化第五章 斜坡斜坡中重分布应力的特点：1•斜坡周围主应力迹线发生明显偏转2•在临空面附近造成应力集中，但在坡脚区和坡顶及坡肩附近情况有所不同：3•坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变成近似圆弧线，弧的下凹方向朝着临空方向。

4•坡面处由于侧向压力趋于零，实际上处于两向受力状态，而向坡内逐渐变为三向受力状态 影响斜坡应力分布的因素：1•岩体初始应力的影响（水平剩余应力的大小使坡体中主应力迹线的分布形式不同，明显改 变了各应力值的大小，使应力分异现象加剧,尤其对坡脚应力集中带和张力带的影响最大2. 坡形的影响（坡高、坡角、坡底宽度、坡面形态）3•斜坡岩土体特性和结构特征的影响：（变形模量、泊松比、结构面）斜坡变形破坏的形式：变形类型：拉裂（回弹）、蠕滑、弯曲倾倒破坏类型：表层流动、崩塌、滑坡崩塌产生的条件：1•地层岩性条件：厚层状硬脆性岩体2•岩体结构条件：节理裂隙（二组或二组以上陡倾节理）3•地形条件：地形切割强烈，高差大4•外力条件：风化作用、静水压力、震动……滑坡的形态要素:滑动带、滑坡床、滑坡体、滑坡周界、滑坡壁、滑坡台阶、滑坡舌、滑 坡洼地、主滑线、滑坡裂隙、滑坡的识别方法及标志：识别方法：航片解译、地面调查、勘探识别标志：地形地貌：滑坡形态特征、阶地、夷平面高程对比地质构造：构造、结构水文地质植被滑动面识别滑坡的动力学特征分类：（a）推动式滑坡（b）牵引式滑坡（c）混合式滑坡（d）平移式滑坡影响斜坡稳定性因素：1、岩土类型及性质一一决定抗滑力的根本因素2、 地质结构（岩体结构及地质构造）3、 地形地貌4、 地震5、 水（水平推力 侧向水压力；浮托力 减小滑动面上的有效应力；软化效应一一降低岩土体的抗剪强度；动水压力；冲刷、掏空作用）刚体极限平衡法：假设前提：1•只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑岩土体的变形。

即视岩土体为刚体2•破坏面上的强度由C、 值决定，遵循强度判据3. 滑体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于滑面上，均视为集中力4. 三维问题简化为二维（平面）问题来求解安全系数：在岩土体稳定性评价中，由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定， 通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值Kc>1摩擦锥：沿斜坡法线方向N方向，以块体重心点O为顶点，作一个锥顶角为2 的圆锥体， 圆锥体的高为W・cosa （正压力），底面半径为Wcosa・tge （摩擦力），当重力矢量W落在 锥体外面时，a> e，滑体将发生向下的运动，否则，处于稳定状态滑坡变形破坏的防治措施：避开、加固（抗滑桩、挡土墙、锚固）、移载、排水、岩土性质 改良、护坡第六章岩溶混合溶蚀效应：不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀能力有所增强的效应 饱和溶液的混合溶蚀效应；不同温度溶液的混合溶蚀相效应地质构造的影响（断裂的影响、褶皱的影响、岩层组合的影响）、新 构造运动的影响1、查明岩溶发育、分布规律2、分析地质条件（岩层组合、地质构 造:褶皱、断层、岩体侵入）3、查明河间地块的水文地质条件（补 给型、排泄型、悬托型）1截断渗漏通道（灌、铺、堵、截）2、合理导水导气水库渗漏的研究内容:影响岩溶发育的因素：碳酸盐岩岩性的影响、气候的影响（气温、降水）、地形地貌的影响・・H岩溶渗漏的防治措施：岩溶地基稳定性评价：1•覆盖型岩溶区极限状态时：Hk=h+Z+D（ Hk：极限状态时上覆土层的厚度h： 土洞高度.D：.基不 乙基础底板以下建筑荷载的有效影响深度）：• / 当H> Hk时，地基是稳定的 -卜/A~7A11 1.1 1 1 1 1^—1」嗜韧述j 11丄 1 7—^当H< Hk时顶地基是不稳定的，是建筑荷载和土洞共同作用的结 当H<右时扌V仅土洞的发展就可余系地表塌陷土层 K=1.05岩石 K=1.15 -1.20V =F -h ,V = F -h0 0 1 11 0 12裸露型岩溶区1 一 K -1假设为柱体，7 hh 二 o1 K -1假设溶洞为圆柱体，坍塌体为锥体V =F -h ,V = -r F -h0 0 1 3 17 3hh 二—0-1 K -1第七章渗透变形渗透变形：岩土体在地下水渗透力（动水压力）的作用下，部分颗粒或整体发生移动，引起 岩土体的变形和破坏的作用和现象管涌：在渗流作用下，单个土颗粒发生独立移动的现象，又称潜蚀。

流土：在渗透作用下，一定体积的土体同时发生移动的现象渗透变形产生的条件：1、 渗流的动水压力及临界水力梯度2、 土体结构特征一抗渗强度：粗细颗粒直径比例；细颗粒的含量；土的级配特征3、 宏观地质因素：地层组合关系地形地貌条件4、 工程因素渗透变形的预测1•根据土体类型和性质，判定是否容易发生渗透变形及变形的类型2•确定土体中各点的实际水力梯度，尤其是最大水力梯度3•确定相对于该土体的临界水力梯度和允许水力梯度4•判定渗透变形的可能性及其范围渗透变形的防治措施一、 防治原则1•改变渗流的水动力条件，减少动水压力即降低水力梯度2•改变土体结构，提高抗渗能力二、 防治措施。